DE102008034870B4 - Battery with multiple battery cells and method of making a battery - Google Patents

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Abstract

Batterie (1) mit mehreren parallel und/oder seriell miteinander verschalteten Batteriezellen (2) und einer mit den Batteriezellen (2) Wärme leitend verbundenen Kühlvorrichtung mit einer Kühlplatte (5) zum Temperieren der Batteriezellen (2), wobei die Kühlplatte (5) Berstöffnungen zur Aufnahme von aus einer Batteriezelle (2) ausgetretener Elektrolytflüssigkeit aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung mit den Batteriezellen (2) mittels eines Pulvers (4) Wärme leitend verbunden ist, wobei die Berstöffnungen gegen ein Eindringen von Pulver (4) mit einer Berstfolie verschlossen sind, welche sich bei einem Überdruck ablöst oder reißt.Battery (1) with several battery cells (2) interconnected in parallel and / or in series and a cooling device connected to the battery cells (2) in a heat-conducting manner with a cooling plate (5) for controlling the temperature of the battery cells (2), the cooling plate (5) bursting openings for receiving electrolyte fluid that has leaked from a battery cell (2), characterized in that the cooling device is connected to the battery cells (2) in a thermally conductive manner by means of a powder (4), the bursting openings with a bursting foil to prevent the ingress of powder (4) are closed, which loosens or tears in the event of excess pressure.

Description

Die Erfindung betrifft eine Batterie mit mehreren parallel und/oder seriell miteinander verschalteten Batteriezellen und ein Verfahren zu einer Herstellung einer derartigen Batterie.The invention relates to a battery having a plurality of parallel and / or serially connected battery cells and a method for producing such a battery.

Üblicherweise weist eine Batterie zur Anwendung in Kraftfahrzeugen, insbesondere in Kraftfahrzeugen mit einem Hybridantrieb oder Brennstoffzellen-Fahrzeugen, mehrere elektrisch in Reihe und/oder parallel geschaltete Batteriezellen, beispielsweise Lithium-Ionen-Zellen, auf.Usually, a battery for use in motor vehicles, in particular in motor vehicles with a hybrid drive or fuel cell vehicles, a plurality of electrically connected in series and / or parallel battery cells, such as lithium-ion cells, on.

Die Batteriezellen müssen gekühlt werden, um die entstehende Verlustwärme abzuführen. Dazu wird in der Regel eine indirekte Kühlung durch einen Kühlmittelkreislauf einer Fahrzeugklimaanlage oder eine direkte Kühlung mittels vorgekühlter Luft, die zwischen die Zellen geleitet wird, eingesetzt.The battery cells must be cooled to dissipate the resulting heat loss. For this purpose, an indirect cooling by a coolant circuit of a vehicle air conditioning system or a direct cooling by means of pre-cooled air, which is passed between the cells, is usually used.

Bei der aus Bauraumgründen bevorzugten Kühlung durch den Kühlmittelkreislauf ist am Zellblock der Batterie eine von Kühlmittel durchströmte Kühlplatte angeordnet, beispielsweise unterhalb der Batteriezellen.When preferred for reasons of space cooling through the coolant circuit a cooling medium flowed through by cooling means is arranged on the cell block of the battery, for example, below the battery cells.

In Zelllängsrichtung wird die Wärme beispielsweise durch Wärmeleitelemente, z. B. Wärmeleitstäbe oder -bleche, zu der Kühlplatte geleitet.In the cell longitudinal direction, the heat, for example, by heat conduction, z. As thermal conductors or sheets, passed to the cooling plate.

Zwischen den Batteriezellen und den Wärmeleitelementen und/oder der Kühlplatte verbleiben infolge von Fertigungstoleranzen Spalte, welche die Wärmeableitung reduzieren. Deshalb werden die Spalte gegenwärtig beispielsweise durch Kunststoffvergussmasse geschlossen. Verwendet wird dazu in der Regel elektrisch nicht leitende Kunststoffvergussmasse wie Epoxidharz, Polyurethan oder Silikon, da in der Regel auf einem Zellgehäuse jeder Batteriezelle ein Pol der Batteriezelle liegt.Between the battery cells and the heat-conducting elements and / or the cooling plate remain due to manufacturing tolerances gaps, which reduce the heat dissipation. Therefore, the gaps are currently closed, for example by plastic grout. It is usually used to electrically non-conductive plastic encapsulant such as epoxy resin, polyurethane or silicone, since usually one cell of each battery cell is a pole of the battery cell.

Ein derartiger Verschluss der Spalte hat jedoch eine Reihe von Nachteilen. Zum einen hat die Kunststoffvergussmasse eine relativ geringe Wärmeleitfähigkeit. Ferner ist sie schwierig in die kleinen Spalte vergießbar und daher aufwändig zu verarbeiten. Außerdem weist sie nach ihrer Aushärtung eine andere Wärmeausdehnung als andere Bauteile der Batterie auf, wodurch Temperaturschwankungen eine Rissbildung in der Kunststoffvergussmasse und/oder eine teilweise Ablösung der Kunststoffvergussmasse von einem Bauteil verursachen können. Kunststoffvergussmasse ist zudem teuer und brandgefährlich. Schließlich ist ein Austauschen defekter Batteriezellen oder eine Zerlegung der Batterie zur Entsorgung nach dem Verguss des Zellblocks mit Kunststoffvergussmasse nicht bzw. nur mit einem hohen Aufwand möglich.However, such a closure of the column has a number of disadvantages. First, the plastic grout has a relatively low thermal conductivity. Furthermore, it is difficult to cast in the small column and therefore consuming to process. In addition, after curing, it has a different thermal expansion than other components of the battery, as a result of which temperature fluctuations can cause crack formation in the plastic casting compound and / or partial detachment of the plastic casting compound from a component. Plastic grout is also expensive and fire dangerous. Finally, replacement of defective battery cells or disassembly of the battery for disposal after the encapsulation of the cell block with plastic grout is not possible or only with great effort.

Die DE 10 2007 017 018 A1 offenbart eine Batterie mit mehreren Batteriezellen und einer Zellüberbrückungseinrichtung zum Überbrücken einer Batteriezelle im Falle eines sich in der Batteriezelle aufbauenden Überdrucks.The DE 10 2007 017 018 A1 discloses a battery having a plurality of battery cells and a cell bypass device for bypassing a battery cell in the event of an overpressure building up in the battery cell.

Die WO 2005 086 851 A2 offenbart eine Batterie mit mehreren in einem Gehäuse angeordneten Batteriezellen und einem Phasenübergangsmaterial, das in das Gehäuse eingebracht ist und die Batteriezellen Wärme leitend umgibt.The WO 2005 086 851 A2 discloses a battery having a plurality of battery cells arranged in a housing and a phase change material, which is introduced into the housing and the battery cells heat conductively surrounds.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Batterie mit mehreren Batteriezellen anzugeben, die eine verbesserte und vereinfachte Kühlung der Batteriezellen aufweist.The invention is based on the object to provide a battery with multiple battery cells, which has an improved and simplified cooling of the battery cells.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Batterie mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen und ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Batterie mit den in Anspruch 14 angegebenen Merkmalen gelöst.The object is achieved by a battery having the features specified in claim 1 and a method for producing such a battery having the features specified in claim 14.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Batterie weist mehrere parallel und/oder seriell miteinander verschaltete Batteriezellen und eine mit den Batteriezellen Wärme leitend verbundene Kühlvorrichtung mit einer Kühlplatte zum Temperieren der Batteriezellen auf. Dabei ist die Kühlvorrichtung mit den Batteriezellen mittels eines Pulvers Wärme leitend verbunden.The battery of the invention has a plurality of parallel and / or serially interconnected battery cells and a heat conductively connected to the battery cells cooling device with a cooling plate for controlling the temperature of the battery cells. In this case, the cooling device is conductively connected to the battery cells by means of a powder heat.

Dies hat den Vorteil, dass die Herstellung der Batterie gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Batterien vereinfacht und verbilligt wird, da keine teure Kunststoffvergussmasse und kein aufwändiges Vergießen derselben erforderlich ist. Ferner ist vorteilhaft, dass das Pulver temperaturbedingte Ausdehnungsschwankungen von Bauteilen der Batterie ausgleicht. Damit verhindert es insbesondere eine Unterbrechung oder Reduzierung einer Ableitung von Wärme durch derartige Wärmeausdehnungen.This has the advantage that the manufacture of the battery is simplified and cheaper compared to batteries known from the prior art, since no expensive plastic casting compound and no complicated casting of the same is required. Furthermore, it is advantageous that the powder compensates for temperature-related expansion fluctuations of components of the battery. Thus, it prevents in particular an interruption or reduction of heat dissipation by such thermal expansions.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Ausbau einzelner Batteriezellen bei einem Defekt oder zur Entsorgung ermöglicht bzw. vereinfacht wird. Weiterhin wird die Sicherheit der Batterie dadurch erhöht, dass das Pulver aus den Batteriezellen austretende Elektrolytflüssigkeit binden kann.Another advantage is that the expansion of individual battery cells in the event of a defect or disposal is made possible or simplified. Furthermore, the safety of the battery is increased by the fact that the powder can bind out of the battery cells leaking electrolyte fluid.

Im Detail besteht das Pulver bevorzugt aus einem keramischen Material oder ist ein elektrisch nicht leitendes Mineralpulver. Als keramisches Material eignet sich dabei beispielsweise Aluminiumnitrid, Aluminiumoxid, Siliziumdioxid und/oder Bornitrid. Derartige Pulver sind Nichtleiter und haben daher den Vorteil, in Batterien mit Batteriezellen eingesetzt werden zu können, deren jeweiliges Zellgehäuse ein elektrischer Pol der Batteriezelle ist.In detail, the powder is preferably made of a ceramic material or is an electrically non-conductive mineral powder. As a ceramic material, for example, aluminum nitride, alumina, silica and / or boron nitride is suitable. Such powders are non-conductors and therefore have the advantage of being used in batteries with battery cells to be able to whose respective cell housing is an electrical pole of the battery cell.

Für eine Batterie mit Batteriezellen, die ein von ihren elektrischen Polen elektrisch isoliertes Zellgehäuse aufweisen, kann auch ein elektrisch leitendes Pulver, beispielsweise ein Graphit- oder Metallpulver, eingesetzt werden.For a battery having battery cells which have a cell housing which is electrically insulated from their electrical poles, it is also possible to use an electrically conductive powder, for example a graphite powder or metal powder.

Die Verwendung derartiger Pulver hat den Vorteil, dass sie eine deutlich höhere Wärmeleitfähigkeit als beispielsweise Kunststoffvergussmasse aufweisen. Außerdem sind sie im für den Batteriebetrieb relevanten Temperaturbereich nicht brennbar und erhöhen somit die Sicherheit der Batterie.The use of such powders has the advantage that they have a significantly higher thermal conductivity than, for example, plastic casting compound. In addition, they are not flammable in the relevant temperature range for battery operation and thus increase the safety of the battery.

Die Kühlvorrichtung umfasst vorzugsweise eine Anzahl von Wärmeleitelementen, die entlang einer Längsrichtung der Batteriezellen zwischen diesen angeordnet und an der Kühlplatte befestigt sind.The cooling device preferably comprises a number of heat-conducting elements, which are arranged along a longitudinal direction of the battery cells between them and fixed to the cooling plate.

Dies hat den Vorteil, dass durch die Wärmeleitelemente Abwärme der Batteriezellen zu der Kühlplatte abführbar ist und dadurch die Batteriekühlung verbessert wird.This has the advantage that heat dissipation of the battery cells to the cooling plate can be dissipated by the heat-conducting elements and thereby the battery cooling is improved.

Die Kühlplatte weist bevorzugt Berstöffnungen zur Aufnahme von aus einer Batteriezelle ausgetretener Elektrolytflüssigkeit auf. Dabei sind die Berstöffnungen gegen Eindringen von Pulver mit einer Berstfolie verschlossen, welche sich bei einem geringen Überdruck ablöst oder aufreißt. Die Berstöffnungen haben den Vorteil, dass über sie bei einem Defekt aus einer Batteriezelle austretende Elektrolytflüssigkeit zu der Kühlplatte abführbar ist. Der Verschluss der Berstöffnungen durch die Berstfolie verhindert, dass Pulver während eines Normalbetriebes der Batterie in die Kühlplatte eindringt.The cooling plate preferably has burst openings for receiving electrolyte fluid leaked from a battery cell. The burst openings are sealed against penetration of powder with a bursting film, which peels off or ruptures at a low pressure. The bursting openings have the advantage that, in the event of a defect, electrolyte liquid emerging from a battery cell can be discharged to the cooling plate. The closure of the burst openings by the bursting foil prevents powder from entering the cooling plate during normal operation of the battery.

Vorzugsweise sind die Batteriezellen, das Pulver und die Kühlplatte in einem Kühlgehäuse angeordnet. Dabei bildet die Kühlplatte bevorzugt einen Boden des Kühlgehäuses. Durch das Kühlgehäuse wird in vorteilhafter Weise ein Raumbereich, in dem das Pulver eingefüllt werden muss, und dadurch die benötigte Pulvermenge begrenzt. Durch die Verwendung der Kühlplatte als Boden des Kühlgehäuses wird Material für einen separaten Boden des Kühlgehäuses eingespart und der Auf- und Zusammenbau der Batterie vereinfacht.Preferably, the battery cells, the powder and the cooling plate are arranged in a cooling housing. In this case, the cooling plate preferably forms a bottom of the cooling housing. Through the cooling housing is advantageously a space in which the powder must be filled, and thereby limits the amount of powder required. By using the cooling plate as the bottom of the cooling housing material for a separate bottom of the cooling housing is saved and simplifies the assembly and assembly of the battery.

Über dem Pulver ist vorzugsweise eine für das Pulver undurchlässige Abdeckung angeordnet, welche Öffnungen aufweist, durch die Polkontakte der Batteriezellen hindurch geführt sind. Dabei ist die Abdeckung bevorzugt eine Abdeckungsplatte oder Abdeckungsfolie oder Vergussschicht. Die Abdeckung hat den Vorteil, dass ein Austreten von Pulver aus der Batterie verhindert wird.Above the powder is preferably arranged a powder-impermeable cover, which has openings through which pole contacts of the battery cells are passed. In this case, the cover is preferably a cover plate or covering film or potting layer. The cover has the advantage that leakage of powder from the battery is prevented.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Batterie sieht vor, dass das Pulver nach einem Einfüllen desselben in ein die Batteriezellen umgebendes Kühlgehäuse durch Rütteln und/oder Pressen in dem Kühlgehäuse verdichtet wird und mit einer für das Pulver undurchlässigen Abdeckung versehen wird.The inventive method for producing a battery according to the invention provides that the powder is compacted by filling it in a surrounding the battery cells cooling housing by shaking and / or pressing in the cooling housing and is provided with a powder impermeable cover.

Dabei wird in vorteilhafter Weise durch das Rütteln und/oder Pressen das Pulver in dem Kühlgehäuse verteilt und durch das Verdichten die Wärmeleitfähigkeit des Pulvers erhöht.In this case, the powder is advantageously distributed by the shaking and / or pressing in the cooling housing and increased by the compression, the thermal conductivity of the powder.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigen:Further features and details of the invention will be described below with reference to embodiments with reference to drawings. Showing:

1 eine perspektivische Darstellung einer Batterie, 1 a perspective view of a battery,

2 perspektivisch eine Explosionsdarstellung einer Batterie, und 2 in perspective an exploded view of a battery, and

3 eine schematische Schnittdarstellung einer Batterie. 3 a schematic sectional view of a battery.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.

1 zeigt eine Batterie 1 in einer perspektivischen Darstellung, 2 zeigt die Batterie 1 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung und 3 zeigt die Batterie 1 schematisch in einer Schnittdarstellung. 1 shows a battery 1 in a perspective view, 2 shows the battery 1 in a perspective exploded view and 3 shows the battery 1 schematically in a sectional view.

Die Batterie 1 weist mehrere seriell miteinander verschaltete Batteriezellen 2 auf. Jede Batteriezelle 2 weist zwei Polkontakte 10 auf, welche an einem oberen Ende der Batteriezelle 2 angeordnet sind. Dabei liegt an einem der beiden Polkontakte 10 einer Batteriezelle 2 ein elektrisches Potential der Batteriezelle 2 an und an dem anderen Polkontakt 10 das andere elektrische Potential.The battery 1 has several serially interconnected battery cells 2 on. Every battery cell 2 has two pole contacts 10 on which at an upper end of the battery cell 2 are arranged. This is due to one of the two pole contacts 10 a battery cell 2 an electric potential of the battery cell 2 on and on the other pole contact 10 the other electrical potential.

Zur Verschaltung der Batteriezellen 2 sind je zwei Batteriezellen 2 mittels eines Zellverbinders 11 miteinander elektrisch verbunden. Dabei verbindet der Zellverbinder 11 einen Polkontakt 10 einer der beiden Batteriezellen 2 mit einem Polkontakt 10 entgegen gesetzter oder gleicher Polung der anderen Batteriezelle 2, wodurch die Batteriezellen 2 in Serie oder parallel geschaltet sind.For interconnection of the battery cells 2 are each two battery cells 2 by means of a cell connector 11 electrically connected to each other. The cell connector connects 11 a pole contact 10 one of the two battery cells 2 with a pole contact 10 opposite or the same polarity of the other battery cell 2 , causing the battery cells 2 in series or in parallel.

Ferner weist die Batterie 1 eine Kühlvorrichtung zum Temperieren der Batteriezellen 2 auf. Die Kühlvorrichtung umfasst eine Kühlplatte 5 und Wärmeleitelemente 6.Furthermore, the battery points 1 a cooling device for tempering the battery cells 2 on. The cooling device comprises a cooling plate 5 and Wärmeleitelemente 6 ,

Die Batteriezellen 2 und die Kühlvorrichtung sind von einem Kühlgehäuse 7 umgeben, dessen Boden von der Kühlplatte 5 gebildet wird. Aus dem Kühlgehäuse 7 sind zwei Kühlmittelanschlüsse 3 der Kühlplatte 5 heraus geführt, mittels welcher ein Kühlmittel der Kühlplatte 5 zuführbar bzw. aus der Kühlplatte 5 abführbar ist.The battery cells 2 and the cooling device are from a cooling housing 7 surrounded, the bottom of which from the cooling plate 5 is formed. From the cooling housing 7 are two coolant connections 3 the cooling plate 5 led out, by means of which a coolant of the cooling plate 5 supplied or from the cooling plate 5 is deductible.

Die Wärmeleitelemente 6 sind an der Kühlplatte 5 befestigt und entlang der Batteriezellen 2 zwischen diesen angeordnet. Sie sind stabförmig ausgebildet und an ihrem oberen und unteren Ende jeweils mit einem elektrisch isolierenden Isolationsstück 12 ummantelt. Das Isolationsstück 12 an dem unteren Ende eines Wärmeleitelementes 6 ist mit einer Krempe versehen, die auf der Kühlplatte 5 aufliegt. Auf dieser Krempe liegen benachbarte Batteriezellen 2 auf. Dadurch wird der Boden einer Einzelzelle 2 von der Kühlplatte 5 durch die dazwischen angeordneten Krempen von Isolationsstücken 12 elektrisch isoliert. Dabei sind Isolationsstücke 12 nur in dem Fall vorgesehen, dass die Zellgehäuse der Batteriezellen 2 jeweils einen elektrischen Pol einer Batteriezelle 2 bilden.The heat-conducting elements 6 are on the cooling plate 5 attached and along the battery cells 2 arranged between these. They are rod-shaped and at their upper and lower ends each with an electrically insulating insulating piece 12 jacketed. The isolation piece 12 at the lower end of a heat conducting element 6 is provided with a brim on the cooling plate 5 rests. On this brim are adjacent battery cells 2 on. This will be the bottom of a single cell 2 from the cooling plate 5 through the interposed brims of insulation pieces 12 electrically isolated. These are insulation pieces 12 provided only in the case that the cell housing of the battery cells 2 in each case one electrical pole of a battery cell 2 form.

Die Zwischenräume zwischen den Batteriezellen 2 einerseits und den Wärmeleitelementen 6, der Kühlplatte 5 und den Innenwänden des Kühlgehäuses 7 andererseits sind bis zu einer Kühlgehäuseoberkante 13 mit einem Wärme leitenden Pulver 4 ausgefüllt.The spaces between the battery cells 2 on the one hand and the heat-conducting elements 6 , the cooling plate 5 and the inner walls of the cooling housing 7 on the other hand, up to a cooling housing upper edge 13 with a heat conductive powder 4 filled.

In dem Falle, dass die Zellgehäuse der Batteriezellen 2 elektrische Pole der Batteriezellen 2 bilden, besteht das Pulver bevorzugt aus einem keramischen Material, beispielsweise Aluminiumnitrid, Aluminiumoxid, Siliziumdioxid und/oder Bornitrid, oder ist ein elektrisch nicht leitendes Mineralpulver. Anderenfalls kann auch ein elektrisch leitendes Pulver, beispielsweise ein Graphit- oder Metallpulver, eingesetzt werden.In the case that the cell case of the battery cells 2 electric poles of the battery cells 2 The powder preferably consists of a ceramic material, for example aluminum nitride, aluminum oxide, silicon dioxide and / or boron nitride, or is an electrically non-conductive mineral powder. Otherwise, an electrically conductive powder, such as a graphite or metal powder may be used.

Über dem Pulver 4 ist auf der Kühlgehäuseoberkante 13 als Abdeckung 8 des Pulvers 4 eine zu dem Kühlgehäuse 7 korrespondierende Abdeckplatte 8 angeordnet. Diese weist Öffnungen 9 auf, durch welche die Polkontakte 10 der Batteriezellen 2 hindurch geführt sind.Over the powder 4 is on the upper edge of the cooling housing 13 as a cover 8th of the powder 4 one to the cooling housing 7 corresponding cover plate 8th arranged. This has openings 9 on, through which the pole contacts 10 the battery cells 2 passed through.

Eine bevorzugte Ausführung der Batterie 1 sieht ferner vor, dass die Kühlplatte 5 nicht dargestellte Berstöffnungen zur Aufnahme von aus Batteriezellen 2 ausgetretener Elektrolytflüssigkeit aufweist und dass jede Batteriezelle 2 an ihrer Unterseite eine nicht dargestellte Überdrucksicherung aufweist. Dabei sind die Berstöffnungen in der Kühlplatte 5 bevorzugt jeweils unterhalb der Überdrucksicherung einer Batteriezelle 2 angeordnet.A preferred embodiment of the battery 1 further provides that the cooling plate 5 not shown Burst openings for receiving from battery cells 2 Has leaked electrolyte fluid and that each battery cell 2 has on its underside a pressure relief, not shown. The burst openings are in the cooling plate 5 preferably each below the overpressure protection of a battery cell 2 arranged.

Die Überdrucksicherung einer Batteriezelle 2 ist beispielsweise eine in einem Berstbereich verdünnte Wandung eines Zellbodens der Batteriezelle 2 und/oder eine Sollbruchstelle dieser Wandung oder eine am Boden der Batteriezelle 2 angeordnete Berstscheibe, welche bei einem Überdruck in der Batteriezelle 2 abplatzt oder zerbricht.The overpressure protection of a battery cell 2 is, for example, a wall of a cell bottom of the battery cell which is thinned in a bursting region 2 and / or a predetermined breaking point of this wall or at the bottom of the battery cell 2 arranged rupture disk, which at an overpressure in the battery cell 2 flakes off or breaks.

Die Berstöffnungen in der Kühlplatte 5 sind bevorzugt mit einer Berstfolie verschlossen, welche im Normalbetrieb der Batterie ein Eindringen von Pulver 4 in die Berstöffnungen verhindert, sich bei einem Überdruck jedoch ablöst oder reißt, so dass die Kühlplatte 5 dann über die Berstöffnungen Pulver 4 und aus den Batteriezellen 2 ausgetretene Elektrolytflüssigkeit aufnehmen kann.The burst openings in the cooling plate 5 are preferably sealed with a bursting foil, which during normal operation of the battery penetration of powder 4 prevented in the burst openings, but at a positive pressure peels off or breaks, so that the cooling plate 5 then over the bursting openings powder 4 and from the battery cells 2 can absorb leaked electrolyte fluid.

Claims (13)

Batterie (1) mit mehreren parallel und/oder seriell miteinander verschalteten Batteriezellen (2) und einer mit den Batteriezellen (2) Wärme leitend verbundenen Kühlvorrichtung mit einer Kühlplatte (5) zum Temperieren der Batteriezellen (2), wobei die Kühlplatte (5) Berstöffnungen zur Aufnahme von aus einer Batteriezelle (2) ausgetretener Elektrolytflüssigkeit aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung mit den Batteriezellen (2) mittels eines Pulvers (4) Wärme leitend verbunden ist, wobei die Berstöffnungen gegen ein Eindringen von Pulver (4) mit einer Berstfolie verschlossen sind, welche sich bei einem Überdruck ablöst oder reißt.Battery ( 1 ) with several parallel and / or serially interconnected battery cells ( 2 ) and one with the battery cells ( 2 ) Heat-conducting connected cooling device with a cooling plate ( 5 ) for tempering the battery cells ( 2 ), wherein the cooling plate ( 5 ) Burst openings for receiving from a battery cell ( 2 ) has emerged electrolyte liquid, characterized in that the cooling device with the battery cells ( 2 ) by means of a powder ( 4 ) Is conductively connected to heat, wherein the burst openings against penetration of powder ( 4 ) are sealed with a bursting film, which peels or breaks at an overpressure. Batterie (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulver (4) aus einem keramischen Material besteht.Battery ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the powder ( 4 ) consists of a ceramic material. Batterie (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulver (4) aus Aluminiumnitrid und/oder Aluminiumoxid und/oder Siliziumdioxid und/oder Bornitrid besteht.Battery ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the powder ( 4 ) consists of aluminum nitride and / or aluminum oxide and / or silicon dioxide and / or boron nitride. Batterie (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulver (4) ein elektrisch nicht leitendes Mineralpulver ist.Battery ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the powder ( 4 ) is an electrically non-conductive mineral powder. Batterie (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Batteriezelle (2) ein von ihren elektrischen Polen elektrisch isoliertes Zellgehäuse aufweist und das Pulver (4) elektrisch leitend ist.Battery ( 1 ) according to claim 1, characterized in that each battery cell ( 2 ) has a cell housing electrically insulated from its electrical poles and the powder ( 4 ) is electrically conductive. Batterie (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulver (4) ein Graphit- oder Metallpulver ist.Battery ( 1 ) according to claim 5, characterized in that the powder ( 4 ) is a graphite or metal powder. Batterie (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung eine Anzahl von Wärmeleitelementen (6) umfasst, die entlang einer Längsrichtung der Batteriezellen (2) zwischen diesen angeordnet und an der Kühlplatte (5) befestigt sind.Battery ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the cooling device comprises a number of heat-conducting elements ( 6 ), which runs along one Longitudinal direction of the battery cells ( 2 ) are arranged between them and on the cooling plate ( 5 ) are attached. Batterie (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriezellen (2), das Pulver (4) und die Kühlplatte (5) in einem Kühlgehäuse (7) angeordnet sind.Battery ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the battery cells ( 2 ), the powder ( 4 ) and the cooling plate ( 5 ) in a cooling housing ( 7 ) are arranged. Batterie (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Boden des Kühlgehäuses (7) von der Kühlplatte (5) gebildet wird.Battery ( 1 ) according to claim 8, characterized in that a bottom of the cooling housing ( 7 ) from the cooling plate ( 5 ) is formed. Batterie (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über dem Pulver (4) eine für das Pulver (4) undurchlässige Abdeckung (8) angeordnet ist.Battery ( 1 ) according to claim 1, characterized in that above the powder ( 4 ) one for the powder ( 4 ) impermeable cover ( 8th ) is arranged. Batterie (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (8) Öffnungen (9) aufweist, durch welche Polkontakte (10) der Batteriezellen (2) hindurch geführt sind.Battery ( 1 ) according to claim 10, characterized in that the cover ( 8th ) Openings ( 9 ), through which pole contacts ( 10 ) of the battery cells ( 2 ) are passed through. Batterie (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (8) eine Abdeckungsplatte oder Abdeckungsfolie oder Vergussschicht ist.Battery ( 1 ) according to claim 11, characterized in that the cover ( 8th ) is a cover plate or cover foil or potting layer. Verfahren zur Herstellung einer Batterie (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulver (4) nach einem Einfüllen desselben in ein die Batteriezellen (2) umgebendes Kühlgehäuse (7) durch Rütteln und/oder Pressen in dem Kühlgehäuse (7) verdichtet wird und mit einer für das Pulver (4) undurchlässigen Abdeckung (8) versehen wird.Method for producing a battery ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the powder ( 4 ) after a filling of the same into one of the battery cells ( 2 ) surrounding cooling housing ( 7 ) by shaking and / or pressing in the cooling housing ( 7 ) and with one for the powder ( 4 ) impermeable cover ( 8th ).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010001623A1 (en) * 2010-02-05 2011-08-11 Behr GmbH & Co. KG, 70469 Heat exchanger and manufacturing method for a Wärmeleitmodul
DE102010013012A1 (en) 2010-03-26 2011-09-29 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Energy storage for a motor vehicle
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DE102014106852A1 (en) * 2014-05-15 2015-11-19 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft battery module
DE102018209195A1 (en) 2018-06-08 2019-12-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Energy storage for a motor vehicle, motor vehicle and method for producing such energy storage
DE102020001060A1 (en) 2020-02-19 2021-08-19 Daimler Ag Heat exchanger with plugged-in heat pipes for transporting thermal energy, as well as battery arrangement
DE102022103744A1 (en) * 2022-02-17 2023-08-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for at least partially recycling and/or repairing an electrical energy store

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005086851A2 (en) * 2004-03-10 2005-09-22 Black & Decker Inc. Thermal management systems for battery packs
DE102007017018A1 (en) * 2007-04-11 2008-03-27 Daimler Ag Battery e.g. lithium ion battery, for fuel cell-vehicle, has bypass device designed such that contact unit is switched to switching condition, in which defective cell is by-passed for maintaining current path of battery, if cell is failed

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005086851A2 (en) * 2004-03-10 2005-09-22 Black & Decker Inc. Thermal management systems for battery packs
DE102007017018A1 (en) * 2007-04-11 2008-03-27 Daimler Ag Battery e.g. lithium ion battery, for fuel cell-vehicle, has bypass device designed such that contact unit is switched to switching condition, in which defective cell is by-passed for maintaining current path of battery, if cell is failed

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